KR100456377B1 - 지피에스 좌표를 통해 도로 부대시설 정보를 수치지도에업데이트하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 부대시설물을 실시간으로 수치지도에 업데이트하는 방법에 관한 것으로, 그 구성을 살펴보면, GPS를 탑재한 차량을 구비하고, 상기 차량에는 GPS의 좌표정보를 송신하는 송신장치를 탑재하며, 상기 송신장치의 좌표를 수신하는 중앙통제부로 구성된다. 상기 중앙통제부는 GPS에서 송신되는 좌표를 통해 차량의 위치와 도로의 부대시설물의 종류를 파악하고, 상기 파악된 차량의 좌표와 도로 부대시설물을 수치지도의 도로데이터를 비교하여 상기 좌표의 수치지도에 해당 부대시설물이 반영되어 있는지를 확인하는 과정을 거쳐, 만약 반영되지 않은 부대시설물인 것으로 판정되면 상기 좌표에 해당 부대시설물을 수치지도에 적용함으로써 수치지도를 실시간으로 업데이트하게 된다.

본 발명에 따르면, 도로의 부대시설물에 관한 정보를 GIS 시스템에 업데이트하는데 있어서, 수치지도의 데이터와 GPS에서 획득한 데이터를 비교하여 수치지도에 기록되지 않은 데이터인 경우, 즉시 수치지도에 반영함으로써 신속하게 수치지도를 업데이트할 수 있을 뿐만 아니라, 기준점의 교정좌표를 도입하여 GPS에서 획득한 좌표를 보정함으로써 정확하게 수치지도를 업데이트할 수 있다.

Description

지피에스 좌표를 통해 도로 부대시설 정보를 수치지도에 업데이트하는 방법 {Method for Updating an Information of Road Facilities in Digital Map Using GPS Coordinates}

본 발명은 GIS 시스템의 수치지도를 실시간으로 업데이트하는 방법에 관한 것으로, 특히 수치지도에 수록되지 않은 도로의 부대시설물을 GPS의 좌표를 통해 수치지도를 업데이트하며, 상기 업데이트된 수치지도는 다시 정확한 좌표를 갖는 기준점의 교정좌표에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 GIS 시스템의 수치지도를 실시간으로 업데이트 하는 방법에 관한 것이다.

GPS(global positioning system)란 미국방성에서 자국의 군사목적을 위하여 개발한 것으로 지구상 어디에서나 기후에 구애 받지 않고 표준좌표계에서의 위치, 속도, 시간 측정을 가능하게 해주는 인공위성을 이용한 첨단 항법체계이다. 이러한 GPS는 GIS(geographic information system)와 함께 사용되어 도로상황 등을 운전자에게 제공하며, 출발시점부터 목표 지점까기 거리, 걸리는 시간, 도로상황을 운전자에게 알려주어 편리하고 신속하게 목표지점까지 도달하도록 도와준다.

GIS란 모든 형태의 지리정보를 효율적으로 수립, 저장, 갱신, 처리, 분석, 표시하기 위해 구축된 하드웨어(hardware)와 소프트웨어(software) 및 지리자료와 인적자원의 조직체로 정의하고 있으며, 이는 필요한 여러 가지 수치 및 공간자료를 중첩(overlay)을 통한 실세계(real world)로 표현한 것으로서, GPS로부터 얻은 차량의 위치정보를 이용하여 차량의 이동경로를 GIS의 수치지도를 통해 시각화하여 보여줌으로써 운전자가 손쉽게 운전할 수 있도록 도와준다.

그러나 현대와 같이 복잡한 시대에는 하루가 다르게 도로가 확장되거나 수정되면서 상기 도로에 필요한 부대시설 즉, 교차로, 교통신호망, 횡단보도 등이 수시로 사라지거나 신설된다 그러나, GPS에 탑재되는 수치지도는 그 제작과정과 보정과정이 복잡하고 시간이 소요되는 작업으로 인하여, 일년에 몇 번의 업데이트만이 가능한 실정이다. 이에 따라 도로상황이 변하거나 수정됨으로 인해 변화되는 부대시설이 바뀐 상태에서 GPS에 탑재되는 수치지도는 수시로 업데이트가 되지 않은 상태에서 운행을 하는 경우가 종종 있게 되고, 이는 GPS를 신뢰하고 운전하는 운전자를 당황하게 만들어 안전운전을 방해하는 요인이 되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, GPS에서 획득한 좌표를 통해 실시간으로 도로 부대시설의 정보를 수치지도에 업데이트하는 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

도 1은 도로의 부대시설물에 해당하는 버튼을 구비한 GIS시스템을 도시한 것이다.

도 2는 도 1의 GIS에 표시된 수치지도에 해당하는 위치의 실제도로 상황을 도시한 것이다.

도 3은 수치지도에 GIS를 탑재한 차량에서 수신된 결과를 반영하여 횡단보도를 점선으로 도시한 것이다.

도 4 는 차량의 진행방향 앞쪽에 횡단보도가 도시된 수치지도를 도시한 것이다.

도 5는 GIS에 표시된 수치지도에 해당하는 위치의 실제도로 상황을 도시한 것이다.

도 6은 수치지도에 GIS를 탑재한 차량에서 수신된 결과를 반영하여 횡단보도를 없앤 결과를 도시한 것이다.

도 7은 차량이 획득한 좌표와 도로 부대시설물의 데이터를 중앙통제부에 전송하는 과정을 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 40, 70 ... GIS 시스템 탑재 차량 12 ...횡단보도 버튼

20, 30, 50 ... 횡단보도 42 ... 삭제 버튼

60 ... 삭제된 횡단보도 80 ... 중앙통제부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GPS를 탑재한 차량의 좌표를 획득하여 수치지도상 도로의 각종 부대시설과 비교 분석함으로써, 도로의 각종부대시설의 정보를 실시간으로 반영하여 기존의 수치지도를 업데이트하는 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명은, 차량이 운행중에 수치도로에 기록되지 않거나 삭제된 도로의 각종 부대시설 즉 신호등, 교차로, 횡단보도, 유턴가능지역, 학교진입로, 좌회전금지 등을 만났을 때 상기 부대시설에 해당하는 정보를 알릴 수 있는 GPS 시스템을 구비하고 상기 GPS시스템은 도로의 각종부대시설에 대응되는 버튼을 제공한다.

본 발명은 또한, GPS의 좌표를 보정하기 위해 기준점을 도입하고 상기 기준점으로 GPS의 좌표를 보정함으로써 신속하고 정확한 수치지도를 획득하는 방법을 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 (a) 도로 부대시설물의 입력수단이 구비된 GIS와 상기 GIS에 포함된 GPS에서 얻은 좌표를 송신할 수 있는 차량을 준비하는 단계; (b) 차량을 이동하면서 GPS의 수치지도에 표시되는 도로 부대시설물(예: 신호등, 교차로, 횡단보도, 학교진입로 등)과 실제의 도로 부대시설물의 일치여부를 판단하는 단계; (c) 도로의 부대시설물이 없어진 경우, 삭제버튼을 눌러 그 위치에서의 GPS에서 획득한 차량의 좌표와 삭제버튼에 해당되는 데이터값을 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신하는 단계; (d) 도로의 부대시설물이 신설된 경우 해당 부대시설물의 버튼을 눌러 그 위치에서의 GPS에서 획득한 차량의 좌표와 해당 부대시설물버튼에 해당되는 데이터값을 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신하는 단계; (e) 중앙통제부에서 상기 송신받는 GPS좌표와 눌러진 버튼에 해당하는 데이터 값을 이용하여 수치지도의 해당좌표에 해당 부대시설물의 유무 여부가 반영되었는지 확인하는 단계; 및 (f) 만약 GPS에서 받은 좌표에 해당 부대시설물의 유무가 반영되지 않았다면 차량으로부터 전송된 결과를 수치지도에 반영하여 수치지도를 업데이트 시키는 단계를 포함하는, GPS와 상기 GPS에서 획득한 차량의 좌표를 송신하는 장비를 탑재한 차량을 사용하여 GIS시스템의 수치지도에 도로 부대시설물의 신설 및 없어진 도로데이터를 업데이트하는 방법에 있어서,

(i) GPS에서 획득한 좌표를 보정하기 위해 기준점의 교정좌표를 도입하는 단계;

(ii) 상기 기준점의 위치에서 GPS를 탑재한 차량을 통해 기준점의 좌표를 획득하는 단계;

(iii) 상기 (i) 단계와 (ii) 단계에서 얻은 좌표를 이용하여 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하는 오차좌표를 획득하는 단계;

(iv) 상기 (iii) 단계에서 획득한 오차좌표로 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하여 보정좌표를 얻는 단계; 및

(v) 상기 (iv) 단계에서 얻은 보정좌표를 수치지도에 적용함으로써 업데이트된 수치지도를 확정하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 GIS시스템의 수치지도에 도로 부대시설물의 데이터를 업데이트하는 방법을 제공한다.

수시로 바뀌는 도로상황에 맞추어 실시간으로 도로 부대시설물을 수치지도에업데이트하는 본 발명을 달성하기 위한 구성을 살펴보면, 도로의 부대시설물에 대응되는 입력수단을 갖춘 GPS를 탑재한 차량을 구비하며 상기 차량에는 GPS의 좌표와 도로 부대시설물의 종류에 대한 정보를 송신하는 송신장치를 탑재하고, 상기 송신장치의 좌표를 수신하는 중앙통제부로 구성된다. 상기 중앙통제부는 GPS에서 송신되는 좌표와 도로 부대시설물의 정보를 통해 차량의 위치를 파악하고, 상기 파악된 차량의 좌표에 해당 도로 부대시설물의 유무를 수치지도의 데이터와 비교하여, 상기 좌표에 도로 부대시설물의 유무가 수치지도에 반영되어 있는 지를 확인하는 과정을 거쳐 만약 반영되지 않았다면, 반영되지 않은 도로부대시설물을 상기 좌표의 수치지도에 적용함으로써 수치지도를 실시간으로 업데이트 하게 된다.

상기 구성으로부터 수치지도를 업데이트하는 과정을 설명한다.

(a) 도로 부대시설물의 입력수단이 구비된 GIS와 상기 GIS에 포함된 GPS에서 얻은 좌표를 송신할 수 있는 차량을 준비한다.

(b) 차량을 이동하면서 GPS의 수치지도에 표시되는 도로 부대시설물(예: 신호등, 교차로, 횡단보도, 학교진입로 등)과 실제의 도로 부대시설물의 일치여부를 판단한다.

(c) 도로의 부대시설물이 없어진 경우 삭제버튼을 눌러 그 위치에서의 GPS에서 획득한 차량의 좌표와 삭제버튼에 해당되는 데이터값을 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신한다.

(d) 도로의 부대시설물이 신설된 경우 해당 부대시설물의 버튼을 눌러 그 위치에서의 GPS에서 획득한 차량의 좌표와 해당 부대시설물 버튼에 해당되는 데이터값을 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신한다.

(e) 중앙통제부에서는 상기 송신받는 GPS 좌표와 눌러진 버튼에 해당하는 데이터 값을 이용하여 수치지도의 해당 좌표에 해당 부대시설물의 유무 여부가 반영되었는지 확인한다.

(f) 만약 GPS에서 받은 좌표에 해당 부대시설물의 유무가 반영되지 않았다면, 차량으로부터 전송된 결과를 수치지도에 반영하여 수치지도를 업데이트 한다.

상기 단계에서 GPS에서 얻은 좌표는 일반적으로 오차가 많이 포함되어 있게 마련이다. 그러므로 GPS에서 얻은 좌표를 바로 수치지도에 적용할 데이터로 사용한다면 수치지도 데이터의 신뢰성에 악영향을 미치게 될 것이므로 수치지도에 좀더 정확한 데이터를 업데이트 하기 위해서는 GPS에서 얻은 데이터를 보정할 필요가 있다.

이하 GPS에서 얻은 좌표를 보정하는 단계에 대해 설명한다.

본 발명에서는 GPS의 좌표를 보정하기 위해 정확한 좌표를 포함하는 기준점을 도입하고, 그 기준점의 좌표를 이용하여 GPS 좌표를 보정하는 방법을 도입한다. 보정하는 방법을 설명하기 위해 도입되는 좌표들은 하기와 같다.

(Bx, By, Bz)는 기준점의 좌표로서 정확히 교정된 좌표이다. (Gx, Gy, Gz)는 기준점에서 GPS을 탑재한 차량에서 획득한 좌표이다. 기준점의 (Bx, By, Bz)는 교정된 정확한 좌표이므로 기준점의 좌표는 GPS를 탑재한 차량이 도로를 진행하면서 얻는 좌표를 보정하는데 사용한다.

상술한 바와 같이 GPS에는 오차가 실리게 되므로, 기준점에서 GPS을 탑재한차량에서 획득한 좌표(Gx, Gy, Gz)는 기준점의 교정좌표(Bx, By, Bz)와는 차이가 있을 수 있는데, 이 차이는 GPS의 오차로 인한 것이다. 상기 오차는 각 성분별로 나타나며, 그 오차좌표를 (Dx, Dy, Dz)로 표기하면, 기준점의 교정좌표와의 관계는 하기와 같다:

Dx = Gx - Bx;

Dy = Gy - By; 및

Dz = Gz - Bz.

GPS가 도로를 이동중에 얻은 좌표는 (X, Y, Z)이다. 상기 정의된 좌표들로부터 이동 중에 얻은 좌표 (X, Y, Z)는 상기 오차좌표에 의해 보정되며, 그 보정된 좌표 (Xt, Yt, Zt)와 오차좌표와의 관계는 하기와 같다:

Xt = X - Dx;

Yt = Y - Dy; 및

Zt = Z - Dz.

따라서 실제 GPS가 장착된 차량이 도로를 진행할 때 GPS로부터 얻는 좌표값은 (X, Y, Z)이지만, 상기 좌표값은 GPS의 오차가 실린 좌표값이므로 상기 좌표값을 보정한 좌표값(Xt, Yt, Zt)을 수치지도에 적용하여 업데이트된 결과를 보정한다.

이하 하기의 도면을 참조하여 본 발명의 수행과정을 상세히 설명한다.

도 1은 도로의 부대시설물에 해당하는 버튼을 구비한 GIS시스템을 도시한 것이다. 상기의 GIS시스템에는 위성으로부터 수신되는 신호를 통해 차량의 좌표를 얻는 알고리즘을 탑재한 GPS가 포함된 것은 당연한 것이다. GIS는 표시창에 수치지도로부터 얻은 도로 데이터와 건물 데이터를 합쳐 시각적인 지도로 나타내며, 위성으로부터 얻은 좌표를 통해 차량(10)이 수치지도의 어느 위치를 진행하고 있는지를 보여준다.

도 2는 도 1의 GIS에 표시된 수치지도에 해당하는 실제도로 상황을 도시한 것이다. 실제 도로 상황에서는 차량의 앞쪽에 횡단보도(20)가 신설되어 있지만 도 1의 수치지도에는 차량(10)의 앞쪽에 횡단보도가 반영되지 않은 상태이다. 이때 운전자는 횡단보도 위를 지나면서 GIS 시스템에 마련된 횡단보도 버튼(12)을 입력하며, 차량은 상기 버튼을 입력하는 순간의 GIS에서 얻은 차량의 좌표와 횡단보도 버튼에 해당하는 데이터값은 중앙통제부로 전달된다. 중앙통제부는 상기 차량이 송신하는 좌표와 도로 부대시설의 종류를 파악하여 수치지도에 반영한다.

도 3은 수치지도에 GIS를 탑재한 차량에서 수신된 결과를 반영하여 횡단보도(30)를 점선으로 도시한 것으로서, 이는 단지 GIS의 좌표만을 반영하여 적용한 것임을 나타내고 있으며 향후 교정좌표에 의해 보정될 것임을 의미한다.

도 4 내지 6은 도로 부대시설물이 없어진 경우에 진행되는 과정을 도시한 것이다. 도 4와 같이 차량(40)의 진행방향 앞쪽에는 횡단보도가 도시되어 있으나, 그에 대응되는 도 5의 실제 도로상황에는 횡단보도(50)가 없어졌음을 알 수 있다. 이때 운전자는 수치지도에 횡단보도가 도시된 위치를 지나면서 삭제버튼(42)를 입력하며, 차량은 상기 버튼을 입력하는 순간의 GIS에서 얻은 차량의 좌표와 삭제버튼에 해당하는 데이터값은 중앙통제부로 전달된다. 중앙통제부는 상기 차량이 송신하는 좌표와 삭제된 도로 부대시설의 종류를 파악하여 수치지도에 반영한다.

도 6은 수치지도에 GIS를 탑재한 차량에서 수신된 결과를 반영하여 횡단보도를 없앤 결과(60)를 도시한 것으로서, 이는 단지 GIS의 좌표만을 반영하여 적용한 것이지만 삭제하는 경우에는 좌표를 보정할 필요가 없으므로 별도의 좌표를 보정할 필요가 없다.

상기 과정을 통해 수치지도를 업데이트 한 결과는 인터넷을 통해 배포하거나 혹은 무선으로 즉시 차량의 GIS시스템으로 송출함으로서, 신속하게 GIS시스템의 수치지도를 업데이트 할 수 있음은 당연한 것이다.

중앙통제부에서 무선으로 업데이트된 정보를 차량으로 전송할 때에는 수치지도 데이터 전체를 전송하는 것이 아니라, 단지 업데이트되어 바뀐 데이터만을 전송하므로 실제 전송하는 데이터양은 적기 때문에 빠른 시간내에 전송이 완료되고 신속하게 차량의 GIS의 수치지도를 업데이트할 수 있다.

도 7은 차량(70)이 획득한 좌표를 중앙통제부(80)에 전송하는 과정을 도시한 것이다. 실제 차량에서 전송하는 좌표값은 GPS에서 획득한 좌표값 이지만, 중앙통제부에서는 신속한 업데이트를 위해서 상기 좌표값을 이용하여 수치지도의 내용을 업데이트 한 후, 기준점의 교정좌표를 이용하여 GPS의 좌표값을 보정함으로써 정확한 수치지도를 확정하여 배포한다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 도로상에서 신설되거나 없어진 도로 부대시설물의 정보를 GIS 시스템에 업데이트하는데 있어서, 수치지도의 좌표에 차량에서 송신하는 좌표와 부대시설물의 유무에 대한 데이터를 비교분석하여 수치지도에 기록되지 않은 데이터인 경우, 즉시 수치지도에 반영함으로써 신속하게 수치지도를 업데이트할 수 있을 뿐 아니라, 기준점의 교정좌표를 도입하여 GPS에서 획득한 좌표를 보정함으로써 정확하게 수치지도를 업데이트할 수 있다.

Claims (2)

1. (a) 도로 부대시설물의 입력수단이 구비된 GIS와 상기 GIS에 포함된 GPS에서 얻은 좌표를 송신할 수 있는 차량을 준비하는 단계; (b) 차량을 이동하면서 GPS의 수치지도에 표시되는 도로 부대시설물(예: 신호등, 교차로, 횡단보도, 학교진입로 등)과 실제의 도로 부대시설물의 일치여부를 판단하는 단계; (c) 도로의 부대시설물이 없어진 경우 삭제버튼을 눌러 그 위치에서의 GPS에서 획득한 차량의 좌표와 삭제버튼에 해당되는 데이터값을 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신하는 단계; (d) 도로의 부대시설물이 신설된 경우, 해당 부대시설물의 버튼을 눌러 그 위치에서의 GPS에서 획득한 차량의 좌표와 해당 부대시설물 버튼에 해당되는 데이터값을 송신장치를 통해 중앙통제부로 송신하는 단계; (e) 중앙통제부에서 상기 송신받는 GPS좌표와 눌러진 버튼에 해당하는 데이터값을 이용하여 수치지도의 해당좌표에 해당 부대시설물의 유무 여부가 반영되었는지 확인하는 단계; 및 (f) 만약 GPS에서 받은 좌표에 해당 부대시설물의 유무가 반영되지 않았다면 차량으로부터 전송된 결과를 수치지도에 반영하여 수치지도를 업데이트 시키는 단계를 포함하는, GPS와 상기 GPS에서 획득한 차량의 좌표를 송신하는 장비를 탑재한 차량을 사용하여 GIS시스템의 수치지도에 도로 부대시설물의 신설 및 없어진 도로데이터를 업데이트하는 방법에 있어서,

   (i) GPS에서 획득한 좌표를 보정하기 위해 기준점의 교정좌표를 도입하는 단계;

   (ii) 상기 기준점의 위치에서 GPS를 탑재한 차량을 통해 기준점의 좌표를 획득하는 단계;

   (iii) 상기 (i) 단계와 (ii) 단계에서 얻은 좌표를 이용하여 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하는 오차좌표를 획득하는 단계;

   (iv) 상기 (iii) 단계에서 획득한 오차좌표로 GPS에서 획득하는 좌표의 오차를 제거하여 보정좌표를 얻는 단계; 및

   (v) 상기 (iv) 단계에서 얻은 보정좌표를 수치지도에 적용함으로써 업데이트된 수치지도를 확정하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 GIS시스템의 수치지도에 도로 부대시설물의 데이터를 업데이트하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (iii) 단계의 오차좌표(Dx, Dy, Dz)는 Dx= Gx - Bx, Dy= Gy - By 및 Dz= Gz - Bz이고, 상기 (iv) 단계의 보정좌표(Xt, Yt, Zt)는 Xt = X - Dx; Yt = Y - Dy; 및 Zt = Z - Dz인 것을 특징으로 하는 방법:

   (여기서, (Bx, By, Bz)는 기준점의 교정좌표이며,

   (Gx, Gy, Gz)는 기준점에서 GPS을 탑재한 차량에서 획득한 좌표이다.